EP0145980A2 - Process for the preparation of pure carboxylic acids - Google Patents

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EP0145980A2
EP0145980A2 EP84113889A EP84113889A EP0145980A2 EP 0145980 A2 EP0145980 A2 EP 0145980A2 EP 84113889 A EP84113889 A EP 84113889A EP 84113889 A EP84113889 A EP 84113889A EP 0145980 A2 EP0145980 A2 EP 0145980A2
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EP
European Patent Office
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cobalt
acids
reaction solution
acid
carboxylic acids
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EP84113889A
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Moustafa Dr. E-Chahawi
Günter Dr. Meyer
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Huels Troisdorf AG
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Huels Troisdorf AG
Dynamit Nobel AG
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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C231/00—Preparation of carboxylic acid amides
    • C07C231/22—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C231/24—Separation; Purification

Definitions

  • the invention relates to a process for the pure preparation of carboxylic acids from their reaction solutions, in which cobalt carbonyl catalysts such as in particular Co 2 (CO) 8 or corresponding ionic cobalt carbonyl compounds are contained.
  • cobalt carbonyl catalysts such as in particular Co 2 (CO) 8 or corresponding ionic cobalt carbonyl compounds are contained.
  • cobalt carbonyl catalysts contain the valuable raw material cobalt, which should be recovered if possible.
  • the cobalt catalysts complicate the purification of the carboxylic acids and form contaminants in the target products.
  • a number of carboxylic acids can be prepared by inserting one or possibly two molecules of CO and possibly other parts of the molecule, such as arylacetic acids, especially phenylacetic acid, malonic acid and their esters, Phenylpyruvic acid and numerous others. Comparatively small amounts of the cobalt catalyst have to be separated off here.
  • the invention therefore relates to a process for the pure preparation of N-acetylamino acids and, in particular, of N-acetyl-DL-phenylalanine by removing cobalt carbonyl catalysts from the reaction solution while simultaneously recovering the cobalt contained.
  • N-acetyl-aminocarboxylic acids can be prepared in a manner known per se according to DE-OS 23 64 039 by reaction from the corresponding organic halides with hydrogen and carbon monoxide in the presence of cobalt carbonyl catalysts and an amide .
  • This procedure requires large amounts of cobalt carbonyl catalysts.
  • DE-OS there is no technically usable way of selectively and completely removing the large amounts of the catalyst and of recovering the cobalt.
  • the DE-OS does not specify how the acetylamino carboxylic acids are isolated and how they can be separated from the residues of cobalt as required. Accordingly, the method of DE-OS is not usable in the known form.
  • the task was to isolate carboxylic acids from their reaction solutions with contents of cobalt carbonyl catalysts and, if possible, to remove residues of cobalt compounds and to recover the cobalt contained in the cobalt carbonyl catalysts in a form which enables the cobalt to be reused .
  • the task was to present N-acetyl- ⁇ -aminocarboxylic acids and especially N-acetyl-DL-phenylalanine from their reaction solutions with contents of cobalt carbonyl catalysts in pure form and with the lowest possible losses, and to separate the cobalt of the catalyst from the target product, If possible, remove it completely from the reaction solution and isolate it in a recoverable form.
  • the target product is preferably precipitated from the resulting aqueous phase by acidification with acids, in particular mineral acids, and isolated by separation.
  • the organic phase is expediently distilled.
  • the solvents used in particular are made accessible again for the production of the respective carboxylic acid.
  • the solvents used in particular are made accessible again for the production of the respective carboxylic acid.
  • the carboxylic acid formed in the carbonylation in particular N-acetylaminocarboxylic acids, and of these in particular N-acetyl-DL-phenylalanine, the content of which can be determined analytically in the reaction solution, can be obtained virtually quantitatively by the present process of the pure preparation can.
  • the high purity of the target product, in particular N-acetyl-DL-aminocarboxylic acids of 98% or more, is also very remarkable.
  • the respective product has practically the theoretical acid number.
  • the cobalt can be removed virtually quantitatively as the divalent cobalt salt of the organic acid used for the precipitation from the zero-valent state in the organic phase of the reaction solution or from the (-1) -value state in the aqueous phase.
  • Organic carboxylic acids in particular monocarboxylic acids with 1 to 3 C atoms and, of these in particular, the saturated monocarboxylic acids and dicarboxylic acids with 2 to 3 C atoms, in particular the saturated dicarboxylic acids, can be used for the precipitation.
  • Formic acid and oxalic acid are preferred.
  • Oxalic acid is very preferred.
  • the carboxylic acids used for the precipitation should be used in at least an equivalent amount, based on the cobalt of the catalyst, which can be determined by analysis. An excess of up to 20% over the equivalent amount is preferred, preferably an excess of up to 10%.
  • the acids used can be added as pure substances in liquid or solid form or as their aqueous solutions. Aqueous solutions are expediently added in the most concentrated form possible. It can be added to the still hot reaction solution.
  • the addition will take place at temperatures of 20 to 90 ° C, preferably at 50 to 80 ° C.
  • the reaction solution is preferably kept at the addition temperature for up to one hour after the addition of the mono- or dicarboxylic acids.
  • alkaline means i.e. by adding alkali metal hydroxide such as NaOH or KOH or alkali metal carbonates such as sodium carbonate, sodium bicarbonate or potassium carbonate or by adding calcium hydroxide, preferably in concentrated aqueous solution, the reaction solution to pH values between 5.8 and 8, preferably 6.8 to 7.2, set.
  • alkali metal hydroxide such as NaOH or KOH
  • alkali metal carbonates such as sodium carbonate, sodium bicarbonate or potassium carbonate
  • calcium hydroxide preferably in concentrated aqueous solution
  • the precipitated cobalt salt of the mono- or dicarboxylic acid added can then be removed, for example by filtration.
  • an aqueous phase is obtained with the salt of the carboxylic acid of the reaction solution, in the case of N-rcetyl- ⁇ -aminocarboxylic acids, the salts thereof, and an organic phase with, in particular, solvents contained in the reaction solution of carbonylation and any by-products that may have formed.
  • the separated aqueous phase can now be concentrated Acids, in particular mineral acids, such as hydrochloric acid, sulfuric acid or phosphoric acid, very preferably hydrochloric acid, are added to completely precipitate the carboxylic acid formed by carbonylation. Acidify to pH 1. If necessary, cooling can be carried out with or after adding the mineral acid. it was found that a perfect separation of the carboxylic acid formed by carbo lation is possible.
  • N-acetyl-ol-aminocarboxylic acids and, in particular, N-acetyl-DL-phenylalanine can be separated therefrom in high purity and with extremely low cobalt contents and very completely from the aqueous phase with the addition of the acids.
  • the yield data relate to the known production process according to DE-OS 23 64 039.
  • the carboxylic acids formed are practically 100% recovered by the pure preparation measures according to the invention.
  • the precipitated cobalt salts can be converted into the oxides from which the cobalt carbonyl catalysts are produced in a known manner.
  • the methyl isobutyl ketone is separated from the separated organic phase by distillation in a purity of over 99% and used again in the reaction.
  • Example 2 The reaction according to Example 1 is repeated, but the cobalt of the catalyst is completely precipitated using 1012 g of formic acid instead of oxalic acid. After cooling and drying, 696 g of cobalt formate are obtained. After acidification as in Example 1, but with sulfuric acid, the almost 100% of the determined amount of the target product N-acetyl-phenylalanine.

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Abstract

Aus Reaktionslösungen von Carbonsäuren, die durch Carbonylierung mit Hilfe von Kobaltcarbonyl-Katalysatoren hergestellt wurden, wird das Kobalt des Katalysators durch Zugabe von mindestens äquivalenten Mengen von Monooder Dicarbonsäuren und Neutralisation mit alkalischen Mitteln als Kobalt-II-Salz der zugegebenen Säure gefällt und die Carbonsäure der Reaktionslösung durch Ansäuern vollständig gewonnen.From reaction solutions of carboxylic acids, which were produced by carbonylation with the aid of cobalt carbonyl catalysts, the cobalt of the catalyst is precipitated by adding at least equivalent amounts of mono or dicarboxylic acids and neutralization with alkaline agents as the cobalt II salt of the added acid and the carboxylic acid Reaction solution completely obtained by acidification.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reindarstellung von Carbonsäuren aus ihren Reaktionslösungen, worin Kobaltcarbonyl-Katalysatoren wie insbesondere Co2(CO)8 oder entsprechende ionische Kobaltcarbonylverbindungen enthalten sind. Solche Kobaltcarbonyl-Katalysatoren enthalten den wertvollen Rohstoff Kobalt, der nach Möglichkeit wiedergewonnen werden soll. Weiterhin erschweren die Kobalt-Katalysatoren die Reindarstellung der Carbon säuren und bilden Verunreinigen in den Zielprodukten. Nach bekannten Verfahren der Carbonylierung mit Hilfe von Kobaltcarbonyl-Katalysatoren, insbesondere Dikobaltoctacarbonyl, können eine Reihe von Carbonsäuren durch Einfügung von einem oder ggf. zwei Molekülen CO und ggf. weiteren Molekülteilen hergestellt werden, wie beispielsweise Arylessigsäuren, besonders Phenylessigsäure, Malonsäure und deren Ester, Phenylbrenztraubensäure und zahlreiche weitere. Hierbei sind vergleichsweise geringe Mengen des Kobalt-Katalysators abzutrennen.The invention relates to a process for the pure preparation of carboxylic acids from their reaction solutions, in which cobalt carbonyl catalysts such as in particular Co 2 (CO) 8 or corresponding ionic cobalt carbonyl compounds are contained. Such cobalt carbonyl catalysts contain the valuable raw material cobalt, which should be recovered if possible. Furthermore, the cobalt catalysts complicate the purification of the carboxylic acids and form contaminants in the target products. According to known carbonylation processes with the aid of cobalt carbonyl catalysts, in particular dicobalt octacarbonyl, a number of carboxylic acids can be prepared by inserting one or possibly two molecules of CO and possibly other parts of the molecule, such as arylacetic acids, especially phenylacetic acid, malonic acid and their esters, Phenylpyruvic acid and numerous others. Comparatively small amounts of the cobalt catalyst have to be separated off here.

Im Falle der Herstellung von Acetyl-amino-carbonsäuren, insbesondere N-Acetyl-DL-phenylalanin werden jedoch sehr große Mengen von Koblatcarbonyl-Katalysator benötigt. Insbesondere bezieht sich daher die Erfindung auf ein Verfahren der Reindarstellung von N-Acetyl-aminosäuren sowie unter diesen besonders von N-Acetyl-DL-phenylalanin durch Entfernung von Kobaltcarbonyl-Katalysatoren aus der Reaktionslösung unter gleichzeitiger Gewinnung des enthaltenen Kobalts. N-Acetyl-aminocarbonsäuren, besonders N-Acetyl-α-aminncarbansäuren können auf an sich bekannte Weise nach der DE-OS 23 64 039 durch Umsetzung aus den entsprechenden organischen Halogeniden mit Wasserstoff und Kohlenmonoxid in Gegenwart von Kobaltcarbonyl-Katalysatoren und einem Amid hergestellt werden. Bei dieser Verfahrensweise sind große Mengen von Kobaltcarbonyl-Katalysatoren erforderlich. In der DE-OS wird jedoch kein technisch brauchbarer Weg angegeben, wie die großen Mengen des Katalysators selektriv und vollständig entfernt und das Kobalt gewannen wird. Weiterhin gibt die DE-OS nicht an, wie die Acetyl-amino-carbonsäuren isoliert werden und in erforderlicher Weise von den Resten des Kobalts getrennt werden können. Demgemäß ist das Verfahren der DE-OS in der bekannten Form nicht verwertbar.In the case of the production of acetylamino carboxylic acids, especially N-acetyl-DL-phenylalanine, however, very large amounts of coblate carbonyl catalyst are required. In particular, the invention therefore relates to a process for the pure preparation of N-acetylamino acids and, in particular, of N-acetyl-DL-phenylalanine by removing cobalt carbonyl catalysts from the reaction solution while simultaneously recovering the cobalt contained. N-acetyl-aminocarboxylic acids, especially N-acetyl-α-aminocarboxylic acids, can be prepared in a manner known per se according to DE-OS 23 64 039 by reaction from the corresponding organic halides with hydrogen and carbon monoxide in the presence of cobalt carbonyl catalysts and an amide . This procedure requires large amounts of cobalt carbonyl catalysts. In DE-OS, however, there is no technically usable way of selectively and completely removing the large amounts of the catalyst and of recovering the cobalt. Furthermore, the DE-OS does not specify how the acetylamino carboxylic acids are isolated and how they can be separated from the residues of cobalt as required. Accordingly, the method of DE-OS is not usable in the known form.

Es bestand die Aufgabe, Carbonsäuren aus ihren Reaktionslösungen mit Gehalten von Kobaltcarbonyl-Katalysatoren zu isolieren und nach Möglichkeit von Resten von Kobalt-Uerbindungen zu befreien und das in den Kobaltcarbonyl-Katalysatoren enthaltene Kobalt in einer Form zu gewinnen, die eine erneute Uerwendung des Kobalts ermöglicht.The task was to isolate carboxylic acids from their reaction solutions with contents of cobalt carbonyl catalysts and, if possible, to remove residues of cobalt compounds and to recover the cobalt contained in the cobalt carbonyl catalysts in a form which enables the cobalt to be reused .

Insbesondere bestand die Aufgabe darin, N-Acetyl-α-aminocarbonsäuren und von diesen besonders N-Acetyl-DL-phenylalanin aus seinen Reaktionslösungen mit Gehalten von Kobaltcarbonyl-Katalysatoren rein und mit möglichst geringen Verlusten darzustellen sowie das Kobalt des Katalysators vom Zielprodukt zu trennen, aus der Reaktionslösung nach Möglichkeit vollständig zu entfernen und in wiedergewinnbarer Form zu isolieren.In particular, the task was to present N-acetyl-α-aminocarboxylic acids and especially N-acetyl-DL-phenylalanine from their reaction solutions with contents of cobalt carbonyl catalysts in pure form and with the lowest possible losses, and to separate the cobalt of the catalyst from the target product, If possible, remove it completely from the reaction solution and isolate it in a recoverable form.

Diese Aufgabe wird durch die Anforderung höher Reinheit für die Acetyl-aminosäuren erschwert, insbesondere soweit diese für pharmazeutische Zwecke dienen sollen und insbesondere soweit diese als Ausgangsstoffe einer enzymatischen Racenat-Trernnung vorgesehen sind. Weiterhin wird die Aufgabe erschwert durch unvollständige Bildung der N-Acetyl-aminocarbonsäure und hohe Anteile von Nebenprodukten sowie große Mengen Chloriden in der Reaktionslösung.This task is made more difficult by the requirement of higher purity for the acetyl amino acids, especially to the extent these are intended to serve for pharmaceutical purposes and in particular insofar as they are intended as starting materials for enzymatic racenate separation. The task is further complicated by incomplete formation of the N-acetylaminocarboxylic acid and high proportions of by-products and large amounts of chlorides in the reaction solution.

Es wurde gefunden, daß eine hohe Ausbeute und Reinheit der N-Acetyl-aminocarbonsäuren und insbesondere von N-Acetyl-DL-phenylalanin erreicht wird und daß eine Zerstörung und Umwandlung des Kobaltcarbonyl-Katalysators in der Reaktionslösun möglich ist und Kobalt als Salz einer zugegebenen Mono- oder Dicarbonsäure ausgefällt werden kann. Aus der dann entstehenden Lösung des Zielproduktes kann die hergestellte Carbonsäure, insbesondere N-Acetyl- -aminocarbonsäure und vorzugsweise N-Acetyl-DL-phenylalanin in rein Form mit guter Ausbeute gewonnen werden. Hierzu wird vorgeschlagen, das Zielprodukt in seine Salzform mit Basen zu überführen, durch Ansäuern mit konzentrierten Säuren, insbesondere Mineralsäuren, auszufällen und zu isolieren.It has been found that a high yield and purity of the N-acetyl-aminocarboxylic acids and in particular of N-acetyl-DL-phenylalanine is achieved and that the cobalt carbonyl catalyst can be destroyed and converted in the reaction solution and cobalt as the salt of an added mono - or dicarboxylic acid can be precipitated. The carboxylic acid produced, in particular N-acetyl-aminocarboxylic acid and preferably N-acetyl-DL-phenylalanine, can be obtained in pure form with good yield from the solution of the target product which then results. For this purpose, it is proposed to convert the target product into its salt form with bases, to precipitate and isolate it by acidification with concentrated acids, in particular mineral acids.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Reindarstellung von Carbonsäuren aus Reaktionslösungen mit Gehalten von Kobaltcarbonyl-Katalysatoren, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktionslösung

  • a) mit Monocarbonsäuren mit 1 bis 3 C-Atomen, Dicarbonsäuren mit 2 bis 3 C-Atomen oder deren wässrige Lösungen in mindestens äquivalenter Menge zum Kobalt des Katalysators versetzt
  • b) die Reaktionslösung durch Zugabe alkalischer Mittel neutralisiert und das Kobaltsalz der nach a) zugegebenen Säure entfernt, und
  • c) die Carbonsäure aus der Reaktionslösung aufarbeitet.

Weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Aufarbeitung solcher Reaktionslösungen, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Phase nach Neutralisation mit alkalischen Mitteln von der wässrigen Phase, welche das Zielprodukt enthält, getrennt wird.The invention therefore relates to a process for the pure preparation of carboxylic acids from reaction solutions containing cobalt carbonyl catalysts, characterized in that the reaction solution
  • a) mixed with monocarboxylic acids with 1 to 3 carbon atoms, dicarboxylic acids with 2 to 3 carbon atoms or their aqueous solutions in at least an equivalent amount to the cobalt of the catalyst
  • b) the reaction solution is neutralized by adding alkaline agents and the cobalt salt of the acid added according to a) is removed, and
  • c) the carboxylic acid is worked up from the reaction solution.

The invention further relates to a process for working up such reaction solutions, characterized in that the organic phase is separated from the aqueous phase which contains the target product after neutralization with alkaline agents.

Vorzugsweise wird dabei aus der entstehenden wässrigen Phase das Zielprodukt durch Ansäuern mit Säuren, insbesondere Mineralsäuren, gefällt und durch Abtrennung isoliert.The target product is preferably precipitated from the resulting aqueous phase by acidification with acids, in particular mineral acids, and isolated by separation.

Weiterhin und vorzugsweise ist es von erheblichem Vorteil, die abgetrennte organische Phase erfindungsgemäß in den Herstellprozeß zurückzuführen. Zweckmäßig wird hierzu die organische Phase destilliert. Hierdurch werden besonders die verwendeten Lösungsmittel erneut der Herstellung der jeweiligen Carbonsäure zugänglich gemacht. Hierdurch werden besonders die verwendeten Lösungsmittel erneut der Herstellung der jeweiligen Carbonsäure zugänglich gemacht.Furthermore, and preferably, it is of considerable advantage to recycle the separated organic phase according to the invention in the manufacturing process. For this purpose, the organic phase is expediently distilled. As a result, the solvents used in particular are made accessible again for the production of the respective carboxylic acid. As a result, the solvents used in particular are made accessible again for the production of the respective carboxylic acid.

Es hat sich gezeigt, daß die bei der Carbonylierung entstandene Carbonsäure, insbesondere N-Acetyl-aminocarbonsäuren und von diesen besonders N-Acetyl-DL-phenylalanin, deren Gehalt analytisch in der Reaktionslösung feststellbar ist, praktisch quantitativ durch das vorliegende Verfahren der Reindarstellung gewonnen werden kann. Sehr bemerkenswert ist weiterhin die hohe Reinheit des Zielprodukts, insbesondere von N-Acetyl-DL-aminocarbonsäuren von 98 % oder mehr. Das jeweilige Produkt hat praktisch die theoretische Säurezahl.It has been shown that the carboxylic acid formed in the carbonylation, in particular N-acetylaminocarboxylic acids, and of these in particular N-acetyl-DL-phenylalanine, the content of which can be determined analytically in the reaction solution, can be obtained virtually quantitatively by the present process of the pure preparation can. The high purity of the target product, in particular N-acetyl-DL-aminocarboxylic acids of 98% or more, is also very remarkable. The respective product has practically the theoretical acid number.

Es wurde überraschend gefunden, daß das Kobalt aus dem nullwertigen Zustand in der organischen Phase der Reaktionslösung bzw. aus dem (-1)-wertigen Zustand in der wässrigen Phase praktisch quantitativ als 2-wertiges Kobaltsalz der zur Fällung verwendeten organischen Säure entfernt werden kann.It has surprisingly been found that the cobalt can be removed virtually quantitatively as the divalent cobalt salt of the organic acid used for the precipitation from the zero-valent state in the organic phase of the reaction solution or from the (-1) -value state in the aqueous phase.

Zur Fällung können organische Carbonsäuren, insbesondere Monocarbonsäuren mit 1 bis 3 C-Atomen und von diesen besonders die gesättigten Monocarbonsäuren sowie Dicarbonsäuren mit 2 bis 3 C-Atomen insbesondere die gesättigten Dicarbonsäuren verwendet werden. Bevorzugt sind Ameisensäure und Oxalsäure. Sehr bevorzugt ist die Oxalsäure.Organic carboxylic acids, in particular monocarboxylic acids with 1 to 3 C atoms and, of these in particular, the saturated monocarboxylic acids and dicarboxylic acids with 2 to 3 C atoms, in particular the saturated dicarboxylic acids, can be used for the precipitation. Formic acid and oxalic acid are preferred. Oxalic acid is very preferred.

Die zur Fällung verwendeten Carbonsäuren sollen in mindestens äquivalenter Menge, bezogen auf das Kobalt des Katalysators, das durch Analysen feststellbar ist, verwendet werden. Zweckmäßig ist ein Überschuß von bis zu 20 % über die äquivalente Menge, bevorzugt ein Überschuß von bis zu 10 %. Die verwendeten Säuren können als reine Stoffe in flüssiger oder fester Form oder als ihre wässrigen Lösungen zugegeben werden. Wässrige Lösungen werden zweckmäßig in möglichst konzentrierter Form zugegeben. Eine Zugabe in die noch heiße Reaktionslösung ist möglich.The carboxylic acids used for the precipitation should be used in at least an equivalent amount, based on the cobalt of the catalyst, which can be determined by analysis. An excess of up to 20% over the equivalent amount is preferred, preferably an excess of up to 10%. The acids used can be added as pure substances in liquid or solid form or as their aqueous solutions. Aqueous solutions are expediently added in the most concentrated form possible. It can be added to the still hot reaction solution.

Im allgemeinen wird die Zugabe bei Temperaturen von 20 bis 90°C, vorzugsweise bei 50 bis 80°C, erfolgen. Vorzugsweise wird die Reaktionslösung nach der Zugabe derMono-oder Dicarbonsäuren auf die Zugabetemperatur bis zu einer Stunde gehalten.In general, the addition will take place at temperatures of 20 to 90 ° C, preferably at 50 to 80 ° C. The reaction solution is preferably kept at the addition temperature for up to one hour after the addition of the mono- or dicarboxylic acids.

Danach wird durch alkalische Mittel, d.h. durch Zugabe von Alkalihydroxyd wie NaOH oder KOH oder Alkalicarbonate wie Natriumcarbonat, Natriumbicarbonat oder Kaliumcarbonat oder durch Zugabe von Calciumhydroxyd, bevorzugt in konzentrierter wässriger Lösung, die Reaktionslösung auf pH-Werte zwischen 5,8 bis 8, vorzugsweise 6,8 bis 7,2, eingestellt. Das ausfallende Kobaltsalz der zugegebenen Mono- oder Dicarbonsäure kann darauf, beispielsweise durch Filtration, entfernt werden.Thereafter, by alkaline means, i.e. by adding alkali metal hydroxide such as NaOH or KOH or alkali metal carbonates such as sodium carbonate, sodium bicarbonate or potassium carbonate or by adding calcium hydroxide, preferably in concentrated aqueous solution, the reaction solution to pH values between 5.8 and 8, preferably 6.8 to 7.2, set. The precipitated cobalt salt of the mono- or dicarboxylic acid added can then be removed, for example by filtration.

Nach der Filtration des Kobaltsalzes erhält man eine wässrige Phase mit dem Salz der Carbonsäure der Reaktionslösung, im Falle von N-Rcetyl-α-aminocarbonsäuren deren Salze,sowie eine organische Phase mit insbesondere darin enthaltenen Lösungsmitteln der Reaktionslösung der Carbonylierung sowie evtl. entstandenen Nebenprodukten.After filtration of the cobalt salt, an aqueous phase is obtained with the salt of the carboxylic acid of the reaction solution, in the case of N-rcetyl-α-aminocarboxylic acids, the salts thereof, and an organic phase with, in particular, solvents contained in the reaction solution of carbonylation and any by-products that may have formed.

Es hat sich gezeigt, daß eine ausgezeichnete Abtrennung des Zielproduktes von den übrigen Stoffen auf diese Weise erreichbar ist.It has been shown that an excellent separation of the target product from the other substances can be achieved in this way.

Die abgetrennte wässrige Phase kann nunmehr mit konzentrierten Säuren, insbesondere Mineralsäuren, wie Salzsäure, Schwefelsäure oder Phosphorsäure, sehr bevorzugt Salzsäure, zur vollständi gen Ausfällung der durch Carbonylierung entstandenen CarbonsäurE versetzt werden. Hierbei ist auf pH 1 anzusäuern. Wenn erfnrder lich kann bei oder nach Zusatz der Mineralsäure gekühlt werden. es zeigte sich, daß eine einwandfreie Abtrennung der durch Carbo lierung entstandenen Carbonsäure möglich ist. Insbesondere sind N-Acetyl-ol-aminocarbonsäuren und von diesen insbesondere N-Acetyl-DL-phenylalanin in hoher Reinheit und mit außerordentlich geringen Kobaltgehalten sowie sehr vollständig aus der wässrigen Phase mit Zugabe der Säuren abtrennbar.The separated aqueous phase can now be concentrated Acids, in particular mineral acids, such as hydrochloric acid, sulfuric acid or phosphoric acid, very preferably hydrochloric acid, are added to completely precipitate the carboxylic acid formed by carbonylation. Acidify to pH 1. If necessary, cooling can be carried out with or after adding the mineral acid. it was found that a perfect separation of the carboxylic acid formed by carbo lation is possible. In particular, N-acetyl-ol-aminocarboxylic acids and, in particular, N-acetyl-DL-phenylalanine can be separated therefrom in high purity and with extremely low cobalt contents and very completely from the aqueous phase with the addition of the acids.

In den nachfolgenden Beispielen beziehen sich die Angaben der Ausbeute auf den bekannten Herstellprozeß nach DE-OS 23 64 039. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen der Reindarstellung werden die gebildeten Carbonsäuren praktisch zu 100 % gewonnen. Die gefällten Kobaltsalze können in die Oxide überführt werden, aus denen in bekannter Weise die Kobaltcarbonyl-Katalysatoren hergestellt werden.In the examples below, the yield data relate to the known production process according to DE-OS 23 64 039. The carboxylic acids formed are practically 100% recovered by the pure preparation measures according to the invention. The precipitated cobalt salts can be converted into the oxides from which the cobalt carbonyl catalysts are produced in a known manner.

Beispiel 1example 1

In einem mit einem Rührer versehenen Druckautoklaven werden 3,5 kg Benzylchlorid, 2,16 kg Acetamid, 1,72 kg Natriumhydrogencarbonat, 4 Liter Wasser, 4 Liter Methylisobutylketon und 8 kg einer 13 Gew.-%igen Lösung von Dikobaltoctacarbonyl in Methylisobutylketon eingefüllt. Nach Zugabe eines Gemisches von CO und H2 (Volumenverhältnis 1:1)bis zu einem Druck von 180 bar wird auf 110 °C aufgeheizt. Ab einer Temperatur von 80°C findet eine rasche Aufnahme statt. Sobald kein Druckabfall mehr eintritt, wird abgekühlt und der restliche CO/H2 abgeblasen. Die Reaktionsmischung wird mit 0,95 kg Oxalsäure, gelöst in 10 1 Wasser, bei 80 °C versetzt. Nach einer Stunde wird die Suspension gekühlt und mit einer 50 Gew.-%igen Natronlauge neutralisiert (pH 7,0).3.5 kg of benzyl chloride, 2.16 kg of acetamide, 1.72 kg of sodium bicarbonate, 4 liters of water, 4 liters of methyl isobutyl ketone and 8 kg of a 13% by weight solution of dicobalt octacarbonyl in methyl isobutyl ketone are introduced into a pressure autoclave equipped with a stirrer. After adding a mixture of CO and H 2 (volume ratio 1: 1) up to a pressure of 180 bar, the mixture is heated to 110 ° C. From a temperature of 80 ° C, a quick absorption takes place. As soon as there is no more pressure drop, the mixture is cooled and the remaining CO / H2 is blown off. The reaction mixture is mixed with 0.95 kg of oxalic acid, dissolved in 10 l of water, at 80.degree. After one hour the suspension is cooled and neutralized with a 50% by weight sodium hydroxide solution (pH 7.0).

Nach der Filtration und Trocknung erhält man 1,1 kg Kobaltoxalat. Aus dem Filtrat wird anschließend die wässrige Phase getrennt und mit konzentrierter HCl bei einer Temperatur zwischen 50 - 80 °C bis pH1 versetzt. Nach dem Abkühlen, Filtration und Trocknung, erhält man 3,7 kg N-Acetyl-phenylalanin.After filtration and drying, 1.1 kg of cobalt oxalate are obtained. The aqueous phase is then separated from the filtrate and mixed with concentrated HCl at a temperature between 50-80 ° C. to pH1. After cooling, filtration and drying, 3.7 kg of N-acetylphenylalanine are obtained.

GC Reinheit ca. 98 % Kobaltgehalt 40 ppm Ausbeute 66,5 %, d.h. praktisch 100% des gebildeten Acetyl-phenylalanins.GC purity approx. 98% cobalt content 40 ppm yield 66.5%, i.e. practically 100% of the acetyl-phenylalanine formed.

Aus der abgetrennten organischen Phase wird das Methylisobutylketon durch Destillation in einer Reinheit von über 99 % abgetrennt und bei der Reaktion wieder eingesetzt.The methyl isobutyl ketone is separated from the separated organic phase by distillation in a purity of over 99% and used again in the reaction.

Beispiel 2Example 2

Die Reaktion nach Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch wird das Kobalt des Katalysators unter Uerwendung von 1012 g Ameisensäure, anstelle von Oxalsäure, vollständig gefällt. Nach Abkühlen und Trocknung erhält man 696 g Kobaltformiat. Nach Ansäuern wie im Beispiel 1, jedoch mit Schwefelsäure, wird die festgestellte Menge des Zielprodukts N-Acetyl-phenylalanin zu fast 100 % erhalten.The reaction according to Example 1 is repeated, but the cobalt of the catalyst is completely precipitated using 1012 g of formic acid instead of oxalic acid. After cooling and drying, 696 g of cobalt formate are obtained. After acidification as in Example 1, but with sulfuric acid, the almost 100% of the determined amount of the target product N-acetyl-phenylalanine.

Beispiel 3 bis 7Examples 3 to 7

Analog Beispiel 1, jedoch unter Zugabe von folgenden Basen bis zu einem pH-Wert von 7,0

Figure imgb0001
wird das enthaltene Kobalt als Oxalat vollständig abgetrennt und das N-Acetylphenylalanin praktisch frei von Kobalt in der genannten hohen Reinheit erhalten.Analogous to Example 1, but with the addition of the following bases up to a pH of 7.0
Figure imgb0001
 the cobalt contained is completely separated off as the oxalate and the N-acetylphenylalanine is obtained virtually free of cobalt in the stated high purity.

Claims (4)

1. Verfahren zur Reindarstellung von Carbonsäuren aus Reaktionslösungen mit Gehalten von Kobaltcarbonyl-Katalysatoren, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktionslösung a) mit Monocarbonsäuren mit 1 bis 3 C-Atomen, Dicarbonsäuren mit 2 bis 3 C-Atomen oder deren wässrige Lösungen in mindestens äquivalenter Menge zum Kobalt des Katalysators versetzt b) die Reaktionslösung durch Zugabe alkalischer Mittel neutralisiert und das Kobaltsalz der nach a) zugegebenen Säure entfernt, und c) die Carbonsäure aus der Reaktionslösung aufarbeitet. 1. A process for the pure preparation of carboxylic acids from reaction solutions containing cobalt carbonyl catalysts, characterized in that the reaction solution a) mixed with monocarboxylic acids with 1 to 3 carbon atoms, dicarboxylic acids with 2 to 3 carbon atoms or their aqueous solutions in at least an equivalent amount to the cobalt of the catalyst b) the reaction solution is neutralized by adding alkaline agents and the cobalt salt of the acid added according to a) is removed, and c) the carboxylic acid is worked up from the reaction solution. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufarbeitung der Reaktionslösung, die organische Phase nach Neutralisation mit alkalischen Mitteln von der wässri gen Phase, welche das Zielprodukt enthält, getrennt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that for working up the reaction solution, the organic phase after neutralization with alkaline agents is separated from the aqueous phase containing the target product. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus der wässrigen Phase das Zielprodukt durch Ansäuern gefällt und isoliert wird.3. The method according to claim 2, characterized in that the target product is precipitated from the aqueous phase by acidification and isolated. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die abgetrennte organische Phase in den Herstellprozeß zurückgeführt wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the separated organic phase is returned to the manufacturing process.
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